高悬浮物浓度对海表温度红外遥感的影响研究

The Sea Surface Temperature (SST) is a basic parameter of ocean and playing a very vital role in a variety of regional environmental problem, including marine ecosystems, fish and shellfish aquaculture, eutrophication research, energy balance and thermal characteristics of the industrial cooling water, etc. Thus accurate SST monitoring for marine research and multi-scale study is very important. The precision of SST remote sensing is high in open ocean. But it was found the precision is relatively low alongshore in our country, especially in waters with high suspended sediment concentration (SSC). Analysis shows that the reason is high SSC of offshore affect the inversion precision of satellite SST gratefully. This project plans to quantitatively study the Influence of high suspended sediment concentration to infrared SST remote sensing and obtain correction relation between high SSC and the SST algorithm. Our results will help improve SST algorithm accuracy, so as to enhance the practicability of remote sensing in coastal scale.

海表面温度（SST）是海水的基本参数之一，是研究海洋物理、生态、环境等问题的一个非常重要的物理量，如用于海洋生态系统、渔业、贝类养殖、水体富营养化研究、能量收支以及工业温排水的热特性研究等，因此精确的SST监测对于海洋研究和各种尺度事件研究非常重要。当前热红外SST反演在大洋有较高的精度，但在近海精度相对较差。分析表明，其主要原因可能是由于陆源悬浮颗粒导致的水体发射率改变，而目前的算法（无论是单波段还是多波段）均没有考虑悬浮物的影响。本项目计划通过实验室实验、现场试验及辐射传输模拟等方法，定量研究高悬浮物浓度对水体热红外发射率的影响以及不同发射率对红外SST算法的影响，进而建立悬浮物浓度对SST反演的校正模型，提高近海水体SST反演的精度，从而增强遥感在近海尺度范围的实用性。

海表面温度（SST）是海水的基本参数之一，是研究海洋物理、生态、环境等问题的一个非常重要的物理量，如用于海洋生态系统、渔业、贝类养殖、水体富营养化研究、能量收支以及工业温排水的热特性研究等，因此精确的SST 监测对于海洋研究和各种尺度事件研究非常重要。当前热红外SST 反演在大洋有较高的精度，但在近海精度相对较差。分析表明，其主要原因可能是由于陆源悬浮颗粒导致的水体发射率（SSE）改变，而目前的算法（无论是单波段还是多波段）均没有考虑悬浮物的影响。四年来，本项目针对近岸浑浊水体卫星遥感SST算法反演精度较差，无法满足快速动态变化近岸水体监测需求，搭建了浑浊水体的发射率测量系统，进行实验测量水体表面发射率随水体悬浮物浓度含量变化关系研究，为近岸浑浊水体提供真实的发射率信息。在此基础上，利用悬浮物浓度信息推算发射率，进而对发射率进行修正，从而以修正的发射率作为SST遥感反演算法新的输入参数，并分析和评估悬浮物浓度对SST反演的影响。最后，提出近岸浑浊水体SST遥感反演算法改进。研究结果发现：（1）随着水体中悬浮物浓度的增大，SSE呈现出逐渐下降的趋势。当悬浮物浓度达5000mg/L时，SSE与未添加悬浮物对比，6个热通道平均的产生差异为1.075%。（2）SST偏差随着悬浮物浓度变化的情况，悬浮物浓度越大大，SST偏差越大，若忽略悬浮物浓度含量的影响，在高度浑浊的地方，如4000 mg/L～5000 mg/L基本会引入0.33°C～0.38°C的SST偏差；当观测角度较大时，在悬浮物浓度含量高的区域如4000 mg/L～5000 mg/L则SST会达到0.45°C～0.55°C的偏差。（3）结合分析和研究结果，提出对SST反演算法的改进表明，考虑悬浮物浓度对发射率的影响时，MCSST的精度比未经悬浮物浓度修正后提高了将近0.15°C。同时已发表SCI/EI标注文章9篇。.本研究建立了高悬浮物浓度在SST反演中的校正模型，有望增强遥感在近海尺度范围的实用性，为海洋生态、渔业、水体富营养化等研究提供技术与数据支持。.